更换公路旧桥支座的顶升方案

更换公路旧桥支座的顶升方案

李玉辉1,2　胡玉明2　冯　莉1　牛文明1

(1.桂林工学院土木工程系,桂林　541004;2.河北省新乐市交通局,新乐　050700)

摘　要:对更换支座的方法进行了分析总结,并在河北省新乐市-沙河大桥施工中,提出了一种简单易行、节约投资的支座更换方法-兜子顶升法;对该法的设计、作用原理进行了阐述,并介绍了其施工过程,为今后更换桥梁支座提供参考。

关键词:更换支座;兜子顶升法;设计施工

中图分类号:U443.36 文献标识码:B 文章编号:1673-6052(2008)01-0097-02

1　前言

上世纪六、七十年代建设的一些简支梁桥,随着日趋增大的交通流量和重载车辆的出现,各种桥梁病害随之产生,直接影响到桥梁的安全使用;而旧支座一般年久失修,有的橡胶支座日趋老化、钢板支座腐蚀失效,因此,针对不同的桥型及加固方案,采取相应的支座更换方案显得尤为重要。

一沙河桥位于107国道河北省新乐市,始建于1976年6月,设计荷载为汽车-15级、挂车-80,该桥为32孔16m简支梁桥,全桥长512m,桥梁全宽9m,行车道宽7m,两侧人行道各宽1m;下部为钻孔灌注桩基础及双柱式墩台,上部构造为工型梁(无横隔梁)少筋微弯板组合梁行车道系、悬臂梁人行道系,支座为一端铰接、另一端滑动的钢板支座;后来为提高行车荷载,于1995年对该桥进行加固,采用工型梁间加横隔梁、梁底加下马蹄加固方案,加固后汽车荷载为汽-20,挂-100。由于长期车辆超载行驶,该桥出现严重的单板受力现象,且钢板支座因常年的锈蚀大部分失效,因此,更换全桥支座成为加固项目之一。

此次桥梁加固工程内容为:拆除旧的栏杆、挑梁、破除旧桥面的铺装、梁底粘贴碳纤维布、更换支座、浇筑新的水泥混凝土铺装和沥青混凝土面层。工程开工日期为2006年4月16日,按照工艺要求,更换支座前需清除桥面系和附属工程、解除各孔的纵向连接,实行整体顶升,但采用何种顶升方案成为确保工期的关键。

2　更换支座的顶升方案

(1)目前国内更换支座的方法多种多样,可以归纳为如下几类:

①满布式支架法:其支撑面为桥墩下部的新建顶升基础。满布式支架法的工作原理是在桥墩台两侧新建顶升基础,用贝雷架、槽钢、螺栓连接成受力的钢筋梁,受力梁上架千斤顶,在梁两端同步顶升,待梁体抬升到施工高度后更换支座。

②抱柱支架法:其工作原理是在桥墩(台)的桩基顶面台阶上设置钢制斜支架,支架通过横抱箍固定于桥墩墩柱上,支架高度至桥面底板,在支架顶面大吨位千斤顶,千斤顶上置通长型钢托架,千斤顶顶托架将桥面板顶离支座,再进行更换。

③鞍型支座法:利用盖梁做支撑面,直接在盖梁上搭设鞍型支架,支架两则放置千斤顶。即将钢梁穿过盖梁,两侧挂预先焊好的L型挂架,在其上安置千斤顶;同时在两侧梁上加吊篮,操作人员在吊篮上控制千斤顶抬升梁体。

④桥面钢梁法:其支撑位置在桥面上,支撑面为顶升梁相邻跨的梁体。在顶升梁上打孔,绑制钢带,安置钢梁,以相邻梁体为支撑基础,配合顶升设备,抬升梁体。

(2)兜子顶升法

基于简易可行、节约投资,又缩短工期、确保工程质量的考虑,我们设计的兜子顶升法是利用桥墩台的盖梁为支撑面,在墩台上直接实施顶升。按照工字梁的尺寸用2c m 厚的钢板做一些“”型兜子(在两侧用三角型钢板将兜子焊接加固,见图1、图2),将工字梁底兜住,在其两侧各用一千斤顶支顶,5片梁共用10个千斤顶同时顶升,靠兜子顶起主梁,再更换支座。一沙河桥的工字梁底距盖梁间距只有6c m,工字梁本身又不具有支顶面,而横隔梁距盖梁顶间距为10c m,横隔梁距盖梁边为20c m

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第1期 北方交通

(见图3),可以安置扁千斤顶上、下加钢板铺垫直接

顶升横隔梁,因有的横隔梁已存在病害,支顶时横隔梁不能带动主梁起升,因此用设计的兜子顶升法直接顶升主梁

。

兜子顶升法比满布式支架法节约投资,不受河

床地质、水深和桥梁高度的限制;兜子顶升法比鞍型支座法投资略少,是对盖梁一侧的梁体进行顶升,而鞍型支座法是对盖梁两侧的梁体进行顶升;兜子顶升法比抱柱支架法施工方便,投资小,而抱柱支架的焊接质量要求较高,顶点要求对称精度高,顶升过程中要严格控制梁的高程;兜子顶升法比桥面钢梁法更换时间短,造价低,而桥面钢梁法要严格保证各梁体受力均匀,防止梁局部受损。3　兜子顶升法施工过程

(1)施工准备将所用设备、工具运至桥墩下,用吊篮将其吊至合适高度。起吊吊篮所用的吊钩牢固地挂在与盖梁相连结的钢管支架。

(2)清理盖梁顶面、画线定位将盖梁顶面的杂物、尘土清除干净,确保盖梁顶面平整。根据兜子的放置位置及受顶位置,在盖梁侧面用粉笔标出支座和千斤顶的位置线,以确保支座安放位置准确。

(3)放置千斤顶、安置兜子

在盖梁上放置10个200mm ×200mm ×1mm 钢板,再分别在其上面安装好10个扁型千斤顶后,调整千斤顶顶紧兜子,使之处于“0”顶升状态,并在千斤顶上作好起顶位置标记。

(4)起顶顶升、更换支座在专业人员的统一指挥下,10个千斤顶统一油泵步骤,每加压10次,量测各顶顶升高度,确认是否处在统一顶升高度位置。当梁体顶升2c m 后立即停止顶升,在每片梁下加设钢筋混凝土预制垫块作临时支撑,以防止意外落梁;用平铲、挠钩将原有的旧钢板支座清除干净后,用高标号的环氧树脂砂浆找平,找平层的厚度以保持更换支座前后各梁的相对高度不变为准,用专用钳子将橡胶支座送至规定位置。

(5)折除临时支撑、缓慢落梁在指挥员的统一指挥下,各操作手同时放松千斤顶使梁体慢慢落下;并检查各支座的位置是否移动及受力后的牢固情况。4　结束语

(1)施工方便。该方法不受河床地质、水深和桥梁高度的限制,使用范围较广,同时,施工现场集中,便于管理。

(2)节省投资。该方法不需要任何动力,对桥梁各部位无任何损伤,且支架可以多次使用。

(3)要作好测量、观察记录工作。准确计算出原支座与现支座的高度差,以指导施工;确保梁体、桥面原高度更换后的标高不变。

(4)兜子顶升法在施工过程中,对桥面结构基本没有损伤,支座更换前后支撑差异不大,而梁体的支撑条件大大改观。

在公路桥梁维修加固中,根据桥型的不同及实际现状,采用合理的施工方案,对施工安全、工期、经济效益有着重要的影响;该法成本低廉、经济实用,技术上可行,便于操作,明显缩短工期,是一项值得推广应用的新方法。

参考文献

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筑》2000.04

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